(57)【要約】【課題】スカムを回収するための排出手段の性能を長期に亘って良好に維持することができ、安定した分離処理機能が得られるとともに、メンテナンス頻度を大幅に低減できてランニングコストの低減にも寄与できる浮上分離装置を提供する。【解決手段】浮上分離装置１０４の上面側に設置されたスカム排出手段１２６は、タイミングベルト１４６で連結されてモータ１４８により同期回転する前軸１３４と後軸１３６を有している。これらの軸には偏心カムが固定されている。偏心カムにはカム受け本体１３８が支持され、カム受け本体１３８間にはブラケット１４０が固定されている。ブラケット１４０間にはスクレーパ１４２が固定されており、偏心カムの同期回転によりスクレーパ１４２は平行運動（円運動）し、浮上分離槽１０４ａの水面に浮上したスカムを排出方向に押し出す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内の液面に浮上した固形分を、槽の一端側から他端側へ押し出して槽外へ排出する排出手段を有する浮上分離装置において、
前記排出手段は、排出方向と直交する方向に延び固形分を掻き取るように該排出方向へ押し込むスクレーパを備え、且つ、前記スクレーパを前記排出方向である前後方向と上下方向に平行運動させる構成を有していることを特徴とする浮上分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の浮上分離装置において、
前記排出手段は、前記排出方向と直交する方向に延びる軸と、該軸に固定された偏心カムと、前記軸を回転駆動する駆動源と、前記偏心カムに支持され、該偏心カムの回転に伴って前記平行運動をするカム受け部材とを有し、前記スクレーパは前記カム受け部材に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする浮上分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の浮上分離装置において、
前記カム受け部材は、前記偏心カムに嵌合するカム受け本体と、該カム受け本体に固定され、前記排出方向に延びるブラケットとを有し、前記スクレーパは前記ブラケットに取り付けられていることを特徴とする浮上分離装置。
【請求項４】
請求項３記載の浮上分離装置において、
前記軸は前記排出方向に間隔をおいて複数設けられているとともに同期回転するように連結され、前記偏心カム及び前記カム受け本体は前記各軸に前記排出方向と直交する方向に間隔をおいてそれぞれ複数設けられ、前記ブラケットは前記排出方向に位置する複数の前記カム受け本体間に固定され、複数のスクレーパが複数のブラケット間に取り付けられていることを特徴とする浮上分離装置。
【請求項５】
浮上分離装置と、
前記浮上分離装置により回収された固形分を含む処理対象物を脱水しながら固液分離する脱水装置とを有し、前記浮上分離装置は請求項１〜４のいずれかに記載の浮上分離装置であることを特徴とする固液分離システム。
【請求項６】
請求項５記載の固液分離システムにおいて、
前記浮上分離装置の前段に、処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有し、前記凝集反応部にて凝集反応化された処理対象物を前記浮上分離装置に投入することを特徴とする固液分離システム。
【請求項７】
請求項５又は６記載の固液分離システムにおいて、
前記浮上分離装置と前記脱水装置との間に、回収された固形分を含む処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する第２の凝集反応部を有していることを特徴とする固液分離システム。
【請求項８】
槽内の液面に固形分を浮上させて回収する浮上分離装置と、該浮上分離装置の後段に設けられ、前記浮上分離装置で回収された固形分を含む処理対象物を脱水しながら固液分離する脱水装置とを有することを特徴とする固液分離システム。
【請求項９】
請求項８記載の固液分離システムにおいて、
前記浮上分離装置の前段に、処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有し、前記凝集反応部にて凝集反応化された処理対象物を前記浮上分離装置に投入することを特徴とする固液分離システム。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の固液分離システムにおいて、
前記浮上分離装置と前記脱水装置との間に、回収された固形分を含む処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有していることを特徴とする固液分離システム。
【請求項１１】
塗装ブースと、該塗装ブースの下方に設けられ、塗料ミストが混入した水が循環する循環水槽と、該循環水槽から汲み上げられた循環水の固形分を分離・排出する浮上分離装置とを有し、前記浮上分離装置は請求項１〜４のいずれかに記載の浮上分離装置であることを特徴とする固液分離システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の固液分離システムにおいて、
前記循環水槽が前記塗装ブースの底面積よりも広い面積を有し、前記浮上分離装置が前記循環水槽の上面に設置されていることを特徴とする固液分離システム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の固液分離システムにおいて、
前記循環水槽からの循環水の汲み上げがエアーリフトポンプによりなされることを特徴とする固液分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水（原水）に含まれる懸濁物質や繊維質等の固形分を凝集化による比重差や気泡付着による浮力を利用して水面に浮上させて回収する浮上分離装置、該浮上分離装置を備えた固液分離システムに関し、特に塗装ブース循環水の汚水処理に好適な固液分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浮上分離方式の汚水処理システムは、例えば図２３に示すような構成となっている。図示しない反応槽で汚水に高分子凝集剤を加えて反応させ、反応後のフロック化汚水を浮上分離装置２００の浮上分離槽２０１に投入する。浮上分離槽２０１内での滞留時間は汚水特性によって異なるが、大よそ５分から１０分程度である。
投入されたフロック化汚水の固形物は凝集後の軽比重化によって液面に浮上し、スカム（ｓｃｕｍ；浮上した固形物の集合体）２０２を形成する。
スカム２０２は、浮上分離槽２０１の上部に設置された排出手段２０４により、フロック化汚水の投入側とは反対側へ押し出され、浮上分離槽２０１外へ排出されてスカムピット２０５に一旦溜められる。
スカム２０２の下方の分離処理水は、浮上分離槽２０１の中間部に設けられたパイプ２０６によって槽外へ導かれ、処理水排出ゲート２０７からオーバーフロー方式で排出される。
浮上分離槽２０１内の中間水を導出するため、分離処理水には殆ど固形物は含まれていない。
【０００３】
スカムピット２０５に回収されたスカムは、一旦スカム貯槽２０８に貯留してから、次工程に送られる。浮上分離槽２０１で浮上しやすく物性を変化させているために、スカム貯槽２０８内でも再び分離作用が起こりやすい状態になる。分離が生じると、後工程の脱水機における脱水効率が低下する。
これを防止するために、スカム貯槽２０８内にパドル式の攪拌手段２１０を設けて攪拌するようになっている。スカム貯槽２０８が所定の水位に達すると、脱水工程が開始される。回収されたスカムは自然流下によりスカム貯槽２０８に溜められるが、スカム貯槽２０８からは水中ポンプ２１２などの手段で反応槽２１４へ移送される。
攪拌手段を有する反応槽２１４で再び高分子凝集剤を加えてフロック化処理し、脱水機２１６へ投入する。スカムピット２０５でのスカムの含水率は９７〜９９％程度であるが、脱水機２１６からは含水率が８５％程度の脱水ケーキとして排出される。
【０００４】
スカムを回収する排出手段２０４は、例えばプーリ２１８、２２０間にチェーン２２２を巻き付け、チェーン２２２に複数のスクレーパ２２４などを取り付けて回転駆動する構成となっている。
チェーン２２２の回動に伴ってスクレーパ２２４が移動してスカム２０２をスカムピット２０５側へ押し出すことによりスカム２０２が排出される。
一般的に、チェーン２２２に特殊なコマを取り付けて、そのコマにスクレーパ２２４を交換可能に取り付ける構造となっている。
【０００５】
塗装ブースでは、塗装ロボットによってワークを塗装しているが、ワーク後方には循環水がカーテン状に流れている。塗着率は５０％程度であり、塗料の多くが循環水に混入している。
循環水を回さないと、ブース内がミスト状の塗料で充満するため、循環水は不可欠となっている。
大量の塗装が行われるために、循環水の濃度は使用塗料の５０％程度を含む高濃度となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１６３９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなチェーン駆動方式の排出手段では、チェーンの自重に加えてコマとスクレーパの重量が加わるために、浮上分離槽の幅が大きくなるほど、すなわちプーリとプーリの軸間距離が長くなるほど、経時的な加重負荷によってチェーンに弛みが発生することを避けられない。
弛みはプーリに近いほど小さく、プーリから離れる中央部ほど大きくなる。このため、浮上分離槽の液面に浮上したスカムの深さに対して、全てのスクレーパが均一に作用せず、結果的に攪拌してしまうなど良好な分離処理水を得られない場合があった。
また、スクレーパが予定水深より入り込むことで、駆動装置の負荷が大きくなり、動力アップ（ひいては電力消費量の増加）にもつながっていた。
さらに、このようなチェーンの弛みによる不具合を解消するためには頻繁なメンテナンスも不可欠であった。
【０００８】
一方、処理システム全体から観察すると、上記のように従来においては回収したスカムを一旦スカム貯槽に溜める構成となっているため、スカム貯槽内での再分離を回避するために、攪拌手段が必要となり、ポンプ移送構成も必要となるなど、システムの設備構成の大型化、設置スペースの広面積化を避けられなかった。
また、攪拌手段やポンプ移送設備を設けることにより、脱水に必要な状態に十分にフロック化処理されていたスカムが再分解され、脱水するために新たに高分子凝集剤を加える凝集反応部の設置が不可欠となる。
【０００９】
塗装分野において、循環水の濃度が高くなると、循環水が閉塞してブースが停止したり、悪臭が発生するなどの環境面の問題が生じる。循環水を取り替えれば問題はないが、産業廃棄物となるため多大な費用が掛かり、できるだけ長く循環水を使いたいとというニーズが高まっている。
【００１０】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、スカムを回収するための排出手段の性能を長期に亘って良好に維持することができ、安定した分離処理機能が得られるとともに、メンテナンス頻度を大幅に低減できてランニングコストの低減にも寄与できる浮上分離装置の提供を、その目的とする。
また、本発明は、大幅な省スペース化、大幅なコスト削減を実現できる固液分離システムの提供を、その目的とする。
また、本発明は塗装ブースにおける循環水の長期的な使用を可能とするに好適な固液分離システムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、槽内の液面に浮上した固形分を、槽の一端側から他端側へ押し出して槽外へ排出する排出手段を有する浮上分離装置において、前記排出手段は、排出方向と直交する方向に延び固形分を掻き取るように該排出方向へ押し込むスクレーパを備え、且つ、前記スクレーパを前記排出方向である前後方向と上下方向に平行運動させる構成を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の浮上分離装置において、前記排出手段は、前記排出方向と直交する方向に延びる軸と、該軸に固定された偏心カムと、前記軸を回転駆動する駆動源と、前記偏心カムに支持され、該偏心カムの回転に伴って前記平行運動をするカム受け部材とを有し、前記スクレーパは前記カム受け部材に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の浮上分離装置において、前記カム受け部材は、前記偏心カムに嵌合するカム受け本体と、該カム受け本体に固定され、前記排出方向に延びるブラケットとを有し、前記スクレーパは前記ブラケットに取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の浮上分離装置において、前記軸は前記排出方向に間隔をおいて複数設けられているとともに同期回転するように連結され、前記偏心カム及び前記カム受け本体は前記各軸に前記排出方向と直交する方向に間隔をおいてそれぞれ複数設けられ、前記ブラケットは前記排出方向に位置する複数の前記カム受け本体間に固定され、複数のスクレーパが複数のブラケット間に取り付けられていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、固液分離システムにおいて、浮上分離装置と、前記浮上分離装置により回収された固形分を含む処理対象物を脱水しながら固液分離する脱水装置とを有し、前記浮上分離装置は請求項１〜４のいずれかに記載の浮上分離装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の固液分離システムにおいて、前記浮上分離装置の前段に、処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有し、前記凝集反応部にて凝集反応化された処理対象物を前記浮上分離装置に投入することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の固液分離システムにおいて、前記浮上分離装置と前記脱水装置との間に、回収された固形分を含む処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する第２の凝集反応部を有していることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、槽内の液面に固形分を浮上させて回収する浮上分離装置と、該浮上分離装置の後段に設けられ、前記浮上分離装置で回収された固形分を含む処理対象物を脱水しながら固液分離する脱水装置とを有することを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の固液分離システムにおいて、前記浮上分離装置の前段に、処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有し、前記凝集反応部にて凝集反応化された処理対象物を前記浮上分離装置に投入することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の固液分離システムにおいて、前記浮上分離装置と前記脱水装置との間に、回収された固形分を含む処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部を有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、塗装ブースと、該塗装ブースの下方に設けられ、塗料ミストが混入した水が循環する循環水槽と、該循環水槽から汲み上げられた循環水の固形分を分離・排出する浮上分離装置とを有し、前記浮上分離装置は請求項１〜４のいずれかに記載の浮上分離装置であることを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の固液分離システムにおいて、前記循環水槽が前記塗装ブースの底面積よりも広い面積を有し、前記浮上分離装置が前記循環水槽の上面に設置されていることを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１１又は１２記載の固液分離システムにおいて、前記循環水槽からの循環水の汲み上げがエアーリフトポンプによりなされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、浮上分離したスカムを平行運動によるスクレーパで掻き取る構成を有しているので、従来のチェーン駆動方式に比べて経時的な弛みが殆ど無く、スカム排出性能を長期に亘って均一に維持することができる。これにより、安定した分離処理機能が得られるとともに、メンテナンス頻度を大幅に低減できてランニングコストの低減にも寄与できる。
また、本発明によれば、浮上分離装置で回収されたスカムを脱水装置へ直接脱水することにより、ポンプ移送設備、凝集反応部や高分子注入設備などが不要となり、大幅なイニシャルコストの削減を実現できる。
また、本発明によれば、浮上分離装置で回収されたスカムを凝集反応部に投入して再度フロック化してから脱水装置で脱水することにより、ポンプ移送設備などを不要にできてコンパクト化を実現できるとともに、脱水効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る固液分離システムの概要断面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】浮上分離装置における排出手段の概要平面図である。
【図３】偏心カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】カム受け部材のカム受け本体を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】偏心カム、カム受け本体及び軸を組み付けた状態の概要断面図である。
【図６】図１の右側から見た概要断面図である。
【図７】ブラケットとスクレーパとの取付構成を示す要部斜視図である。
【図８】スクレーパの平行運動の工程を示す図である。
【図９】スクレーパの平行運動（円運動）における変位状態を示す図である。
【図１０】浮上分離装置における中間水の取水構成を示す図である。
【図１１】第２の凝集反応部と浮上分離装置及び脱水装置との関係を示す概要図である。
【図１２】脱水装置の概要断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１３】濃縮ガイドの調整型の一部を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２で示した脱水装置の搬送方向と直交する方向の断面図である。
【図１５】第１のプレート群と第２のプレート群のプレート配置構造を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１６】第２のプレート群を有する第２のプレートユニットの概要斜視図である。
【図１７】濾過体を偏心カムにより平行運動させる機構を示す斜視図である。
【図１８】第１のプレートユニットと第２のプレートユニットにおける偏心カムの位相差を示す図である。
【図１９】プレートの平行運動による処理対象物の搬送原理を示す模式図である。
【図２０】プレートの上下変位による処理対象物の絞り込み作用（脱水作用）を示す模式図である。
【図２１】第２の実施形態に係る固液分離システム（塗装ブースシステム）の概要構成の斜視図である。
【図２２】同塗装ブースシステムの概要断面図である。
【図２３】従来における浮上分離方式の処理システムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１乃至図２０に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る固液分離システムの概要構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
固液分離システム１００は、処理対象物（原水）に凝集剤を加えて攪拌する凝集反応部１０２と、浮上分離装置１０４と、浮上分離装置１０４により回収された固形分を含む処理対象物に凝集剤を加えて攪拌する第２の凝集反応部１０６と、処理対象物をフィルタ脱水方式により脱水しながら固液分離する脱水装置２とを処理工程方向に直列に接続・集約した構成となっている。
【００２０】
凝集反応部１０２は、凝集反応槽１０２ａ内に原水を投入するための原水供給口１１０、高分子凝集剤を投入するための薬液投入口１１２、エアーを供給するためのエアー注入口（バルブ）１１４を有している。
凝集反応槽１０２ａの内部には攪拌部材１１６が設けられ、上部には攪拌部材１１６を回転駆動する駆動源としての攪拌モータ１１８が設置されている。
凝集反応部１０２でフロック化された処理対象物は、浮上分離装置１０４との間に設けられた、互いに上下方向に入り込む仕切り壁１２０、１２２間に形成される狭隘通路１２４を通って浮上分離装置１０４内に流入する。
凝集反応部１０２の原水供給口１１０と反対側の側面には操作盤１２５が設けられている。
【００２１】
浮上分離装置１０４の浮上分離槽１０４ａは、凝集反応槽１０２ａに比べて十分に広い浮上面積を有している。凝集反応部１０２から流入した処理対象物の高分子凝集剤が付着した固形物は高分子凝集剤の軽比重によって液面（水面）に浮上し、スカムを形成する。
浮上分離槽１０４ａの上面側には、スカムを回収するための排出手段としてのスカム排出手段１２６が設けられている。
浮上分離槽１０４ａの図中奥側の側面には、浮上分離槽１０４ａ内で分離された分離処理水を取水するための処理水ゲート１２７が設けられている。
【００２２】
スカム排出手段１２６は、図２に示すように、スカムの排出方向（以下、「押し出し方向」ともいう）Ｆと直交する方向に延び、浮上分離槽１０４ａの側板（厚みを省略）１２８、１３０間に軸受１３２を介して回転自在に支持され、排出方向である前後方向（処理工程方向）に間隔をおいて配置された前軸１３４及び後軸１３６と、これらの軸の両端側に固定された後述する偏心カムと、該偏心カムに支持されるカム受け部材１３７と、カム受け部材１３７に固定され、押し出し方向Ｆと直交する方向に延びる複数（ここでは３本）のスクレーパ１４２と、前軸１３４、後軸１３６の手前側端部にそれぞれ固定されたタイミングプーリ１４４と、これらのタイミングプーリ１４４間に掛け回されたタイミングベルト１４６と、前軸１３４を回転駆動する駆動源としてのモータ１４８とを有している。
カム受け部材１３７は、偏心カムに嵌合するカム受け本体１３８と、各前後のカム受け本体１３８間に固定された２つのブラケット１４０とから構成されている。
各ブラケット１４０にはスクレーパ１４２の取付位置を変更することができるように、取付用穴１４０ａがスクレーパ１４２の個数よりも多く前後方向（排出方向）に略等間隔で形成されている。
【００２３】
図３に示すように、偏心カム１５０は、その中心位置Ｎから偏心量δ（ここでは２５ｍｍ）ずれたところに前軸１３４、後軸１３６を挿通する挿通穴１５０ａが形成されている。挿通穴１５０ａには軸方向に延びるキー溝１５０ｂが連設されており、さらにキー溝１５０ｂの上には軸方向と直交するネジ穴１５０ｃが連設されている。
すなわち、偏心カム１５０は前軸１３４及び後軸１３６にマシンキーで固定され、且つボルトでマシンキーを固定するようになっている。
図４に示すように、カム受け本体１３８は、偏心カム１５０との摺動性、耐久性及び軽量化を得るために、ポリアミド（ＰＡ）等のエンジニアプラスチックで形成されている。
カム受け本体１３８には偏心カム１５０に嵌合する収容穴（摺動穴）１３８ａが形成されているとともに、該収容穴１３８ａに段差部１３８ｂを介して前軸１３４、後軸１３６の挿通穴１３８ｃが形成されている。段差部１３８ｂは偏心カム１５０に対してカム受け本体１３８が図４（ｂ）中左側へずれるのを阻止する機能を有している。
カム受け本体１３８の平板部には、ブラケット１４０を固定するための取付用穴１３８ｄが形成されている。
図５は、前軸１３４、後軸１３６、偏心カム１５０及びカム受け本体１３８を組み付けた状態の断面図を示している。
【００２４】
図６は、図１の右側から見た概要断面図である。左右のカム受け本体１３８の内側にはＬ字形のアングル材であるブラケット１４０が、上記取付用穴１３８ｄを介してボルト・ナット１５２で固定されている。無論、ブラケット１４０はカム受け本体１３８の外側に固定してもよい。
ブラケット１４０の他方の片には、ボルト・ナット１５４でスクレーパ１４２が固定されている。スクレーパ１４２は、ブラケット１４０に固定されるＬ字形のスクレーパベース１５６と、このスクレーパベース１５６に図示しないボルト・ナットで着脱自在に固定されるゴム材からなるスクレーパ本体１５８とから構成されている。経時的にスクレーパ１４２の交換が必要になった場合には、スクレーパ本体１５８のみが交換される。図６では、偏心カム１５０、タイミングベルト１４６は省略している。スクレーパ１４２は一枚板で構成してもよい。
また、排出方向における２つのカム受け本体１３８とブラケット１４０とを一体に成形してもよい。
【００２５】
カム受け本体１３８の軸方向のずれは図示しないＣ形等の止め輪で規制されている。止め輪はカム受け本体１３８の両側に設けているが、上記のように段差部１３８ｂがその機能を兼ねるので、図６中右側のみに止め輪を設けてもよい。
図７に示すように、ブラケット１４０におけるカム受け本体１３８の収容穴１３８ａに対向する部分には、ブラケット１４０とカム受け本体１３８とを固定した後に偏心カム１５０の組み付けを許容する円弧状凹部１４０ｂが形成されている。符号１４０ｃはカム受け本体１３８の取付用穴１３８ｄに対応するボルト挿通穴を示している。
【００２６】
図８及び図９に基づいて、スカム排出手段１２６のスカム押し出し動作を説明する。
前軸１３４と後軸１３６はタイミングプーリ１４４とタイミングベルト１４６により同期回転するため、前軸１３４と後軸１３６の回転に伴う各偏心カム１５０の同期回転により、カム受け本体１３８、ブラケット１４０及びスクレーパ１４２は前後及び上下に変位する平行運動（円運動）を行う。
図８（ａ）は、水面のスカム１０２に対してスクレーパ１４２が最も深く入り込んだ状態を示している。
図８（ｂ）は、図８（ａ）の位置から偏心カム１５０が反時計回りに９０°回転した状態を示している。スクレーパ１４２の下端は水面と略同一となっている。
図８（ｃ）は、図８（ｂ）の位置からさらに偏心カム１５０が反時計回りに９０°回転した状態を示している。スクレーパ１４２の下端は水面から偏心量（δ＝２５ｍｍ）分水面から上方に離れる。
図８（ｄ）は、図８（ｃ）の位置からさらに偏心カム１５０が反時計回りに９０°回転した状態を示している。スクレーパ１４２の下端は水面と略同一となっている。
【００２７】
スクレーパ１４２の変位は、図９に示すように連続的な円運動となり、この繰り返しによりスカム１０２は押し出し方向Ｆへ押圧される。
従来のチェーン駆動方式に比べ、経時的に弛みを来たす構成ではないので、スカム１０２に対するスクレーパ１４２の掻き取り機能（押し出し機能）は長期に亘って均一に維持される。
偏心量δは、汚水の濃度などの特性によるが、１０〜４０ｍｍ程度が望ましい。
上記のように本実施形態では偏心量δを２５ｍｍとしている。水面に浮上したスカム２０２が浮上分離槽１０４ａの入り口側からスカム排出口まで覆っていると、スカムを移動させる力がスカムを介して伝達されるために、２５ｍｍ間隔でスクレーパ１４２を取り付ける必要はない。この観点から本実施形態ではスクレーパ１４２は３つしか設けていない。
本実施形態では各スクレーパ１４２は上記の平行運動により同時に水面のスカム２０２に作用するが、出口側に近いほど早く作用し、入り口に近い程僅かに遅れるように、スクレーパ１４２の垂直部の長さを設定するのが望ましい。
【００２８】
図１０に基づいて処理水ゲート１２７について説明する。
処理水ゲート１２７は、浮上分離槽１０４ａ内に中間水を取水可能に配置された取水口１６０と、取水した水を浮上分離槽１０４ａの外部に導出するパイプ１６２と、浮上分離槽１０４ａの側面に固定され、パイプ１６２に接続された処理水槽１６４と、処理水槽１６４の内部に設けられ、浮上分離槽１０４ａと同じ水位を保つ高さの排出管１６６とを備えている。図示しないが排出管１６６の上部はゲート位置を調整可能となっている。
処理水槽１６４内で排出管１６６のゲート位置（上面）を越えたものがオーバーフローして排出管１６６内に入り、外部に処理水として排出される。
【００２９】
図１に示すように、浮上分離装置１０４の後段に配置された第２の凝集反応部１０６は、凝集反応槽１０６ａ内に高分子凝集剤を投入するための薬液投入口１７０を有している。
凝集反応槽１０６ａの内部には攪拌部材１７２が設けられ、上部には攪拌部材１７２を回転駆動する駆動源としての攪拌モータ１７４が設置されている。
図１１に示すように、浮上分離装置１０４内でスカム排出手段１２６により押し出された（回収された）スカム２０２は、浮上分離装置１０４のスカム出口１０４ｂから凝集反応槽１０６ａに入り、仕切壁１７６で底面側から移動して攪拌部材１７２により高分子凝集剤と共に攪拌される。
凝集反応槽１０６ａでフロック化されたスカムを含む処理対象物１８０は、フィルタ脱水方式の脱水装置２に受け渡される。
【００３０】
脱水装置２としては、従来より知られている種々のものを採用できる。例えば本出願人による特許第３９０５５４９号公報や、特許第４１８３７４０号公報記載のフィルタ脱水方式のものを採用することができる。
図１２乃至図２０を参照して脱水装置２を詳細に説明する。なお、各図において、適宜、部材の厚みを省略している。
図１２に示すように、脱水装置２は、架台ケーシングとしての筐体１２と、筐体１２内に設けられ、搬送方向下流側（排出口側）が上り勾配となる濾過面を有する濾過体１４と、筐体１２の入口側（投入口側又は第２の凝集反応部１０６からの流入側）において濾過体１４の上面に設けられた濃縮ガイド１６と、排出口側（出口側）において汚泥を加圧する加圧手段（ウエート）１８と、脱水処理された固形物（脱水ケーキ）を外部へ排出するシュータ２０等を有している。
【００３１】
濾過体１４の処理領域は、主に重力を利用した濃縮作用で水分を除去する重力濃縮部と、加圧手段１８により強制的に加圧して脱水する加圧脱水部とに分けられている。
濃縮ガイド１６は、濾過体１４の搬送方向と直交する幅方向に間隔をおいて設けられた一対のガイドプレート２２、２２からなる。各ガイドプレート２２は、搬送方向に沿った平行部２２ａと、濾過面上の中央部に寄るように傾斜した傾斜部２２ｂとからなる屈曲形状を有している。平行部２２ａの投入口側端が後述する第１のプレートユニット７２の側板に固定されている。
濾過体１４の投入口側に供給されたフロック化汚泥２１は濃縮ガイド１６により搬送方向下流側（排出口側）に向けて中央部に寄せられ、これにより重力濃縮部での濃縮作用が一層高められる。
【００３２】
加圧手段１８は、一端側（搬送方向上流側）を回転自在に支持され、なだらかな湾曲形状を有する加圧プレート２４と、加圧プレート２４の搬送方向下流側上面に固定された重り２６とを有している。
濾過体１４の濾過面と加圧プレート２４との間の隙間は、搬送方向下流側に向かって楔状に漸減し、フロック化汚泥２１の搬送が進行するに伴い、徐々に加圧が高まるようになっている。
濃縮ガイド１６により中央部に寄せられたフロック化汚泥２１は、加圧手段１８により今度は逆に中央部からサイドへ延ばされる。これにより均一にプレスが掛かりやすくなる。このように、濃縮ガイド１６と加圧手段１８の連携により脱水効果を高めるようになっている。
【００３３】
濃縮ガイド１６によるガイド長さには供給されるフロック化汚泥２１の汚泥濃度により適正な大きさがある。例えば図１３に示すように、汚泥濃度の違いに応じて適正なガイド長さが設定できるように、調整可能な構成とすることもできる。
同図に示すように、上記第１のプレートユニット７２の側板に固定される固定板２１を別途設け、平行部２２ａに搬送方向に延びる長穴２２ａ−１を１つ以上形成し、固定板２１に一体に設けたネジ軸２３を長穴２２ａ−１に挿通してナット部材２５で止めるようにする。
この場合、刻印等の目盛りＭを平行部２２ａに形成し、フロック化汚泥２１の種類に応じて固定板２１のエッジ２１ａを対応する目盛りＭに合わせて長さを調整すれば調整が容易となる。
フロック化汚泥２１の種類（性状）によって加圧手段１８による加圧力も適正な範囲がある。図示しないが、汚泥性状の違いに応じて適正な加圧力を設定できるように、重り２６の重量を調整できるようになっている。重量調整は、例えば、重り２６を分割構成としたり、水などの液体タンク構成として液量を調整すればよい。
【００３４】
図１４に示すように、濾過体１４は、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０が互いに櫛歯状に噛み合った構成を有しており、排出口側に設けられたモータ３２の駆動力により互いに上下左右方向に変位する平行運動（後述）を行うようになっている。
図１５に示すように、第１のプレート群２８は、帯板状のＡプレートをその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置し、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ａを挿通して一体に組み付けられている。
第２のプレート群３０は、重力濃縮部に配置された第１の分割プレートとしての帯板状のＢプレートと、加圧脱水部に配置された第２の分割プレートとしての帯板状のＣプレートの２種類のプレートを有している。したがって、濾過体１４は３種類のプレートから構成されている。
Ｂプレートは、Ａプレートと同様にその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
Ｃプレートは、その厚み方向にスペーサ３６を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
【００３５】
本実施形態における各部材の具体的な寸法は以下の通りである。
Ａプレートの厚みｔＡ：１．５ｍｍ
Ｂプレートの厚みｔＢ：１．５ｍｍ
Ｃプレートの厚みｔＣ：２．０ｍｍ
スペーサ３４の長さｗ１：２．５ｍｍ
スペーサ３６の長さｗ２：２．０ｍｍ
ＡプレートとＢプレート間のギャップｇ１：０．５ｍｍ
ＡプレートとＣプレート間のギャップｇ２：０．２５ｍｍ
Ｃプレートの厚みを大きくすることにより、加圧脱水部におけるプレート間のギャップｇ２は、重力濃縮部におけるギャップｇ１の半分に狭められている。
ＢプレートとＣプレート間の隙間ｇ３は、処理対象物の搬送が長手方向で滑らかに進行するようにできるだけ小さい方がよい。
【００３６】
図１６に示すように、Ｂプレート群とＣプレート群は、Ｌ字形の一対の側板３８、３９間に長ボルト３５Ｂを支持することにより位置決めされ、これらは第２のプレートユニット４０を構成している。符号３８ａ、３９ａはボルト挿通孔を、４２はナットを示している。第２のプレートユニット４０の投入口側と排出口側は図示しない側板で塞がれている。
側板３８の底面３８ａの投入口側と排出口側には、偏心カムホルダ４４が固定されている。偏心カムホルダ４４は、側板３８の底面３８ｂにボルト４６とナット４７（図１４参照）により固定されるＬ字形のブラケット４８と、ブラケット４８に固定されたカム受け５０を有している。
偏心カムホルダ４４は側板３８の排出口側にも同様に固定されており、側板３９においても同様である。同図において、符号３８ｃ、３９ｃはボルト挿通孔を示す。
第２のプレートユニット４０における重力濃縮部と加圧脱水部との境界には仕切り板５２が固定されており、重力濃縮部の処理水と加圧脱水部の処理水とを分けて回収できるようになっている。
側板３８の底面３８ｂと側板３９の底面３９ｂの間の隙間５４は水分の落下用空間としてなる。
仕切り板５２によって区画される領域に対応して、筐体１２の底面部１２ａも仕切り板５５で２つの領域に区画されており、各領域に設けられた排水口５６、５８から処理水を移送できるようになっている。
【００３７】
図１４に示すように、モータ３２に接続された駆動軸６０は筐体１２の側板の外側に固定された軸受６２、６４に回転可能に支持されている。駆動軸６０には４つの偏心カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されており、内方２つの偏心カム６６Ａ、６６Ｂはそれぞれ第２のプレートユニット４０の偏心カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
第１のプレート群２８は側板３８、３９よりも外側に位置するＬ字形の一対の側板６８、７０間に長ボルト３５Ａを支持することにより位置決めされ、これらは第１のプレートユニット７２を構成している。
上記加圧手段１８の加圧プレート２４は側板６８、７０間に回動自在に支持されている。なお、第２のプレートユニット４０と同様に、第１のプレートユニット７２の投入口側と排出口側も図示しない側板で塞がれており、上記濃縮ガイド１６の平行部２２ａは投入口側の側板に固定されている。
第２のプレートユニット４０と同様に、側板６８、７０の底面には偏心カムホルダ４４が固定されており、外方２つの偏心カム６６Ｃ、６６Ｄはこれらの偏心カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
【００３８】
図１７に示すように、筐体１２の投入口側には従動軸７４が駆動軸６０と同様に支持されており、駆動軸６０と同様に４つの偏心カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されている。
駆動軸６０と従動軸７４のモータ３２側には、それぞれチェーンスプロケット７６、７８が固定されており、これらにチェーン８０が掛け回されてモータ３２の駆動力が従動軸７４に伝達されるようになっている。
図１８に示すように、各偏心カム６６はδの偏心量（ここでは５ｍｍ）を有し、Ａプレートを有する第１のプレートユニット７２に対応する偏心カム６６Ｃ、６６Ｄと、Ｂプレート及びＣプレートを有する第２のプレートユニット４０に対応する偏心カム６６Ａ、６６Ｂは、１８０°の位相差をもつように設定されている。
すなわち、Ａプレートと、Ｂプレート及びＣプレートとの間のプレート上面（上縁）の上下変位が最大となるように設定されている。但し、この位相差に限定される趣旨ではない。
【００３９】
上記のように第１のプレートユニット７２と第２のプレートユニット４０が偏心カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを介して支持されている構成により、Ａプレートからなる第１のプレート群２８と、Ｂプレート及びＣプレートからなる第２のプレート群３０は互いに１８０°の位相差をもって、上記偏心量による円運動に基づく上下・左右変位を伴う平行運動をする。
図１９（ａ）は、Ａプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面（濾過面）にフロック化汚泥２１が載っている状態を示している。この状態で上記平行運動によりＡプレート群のフィルタ面と、Ｂプレート群及びＣプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面とが互いに上下に変位して入れ替わり、フロック化汚泥２１は図１９（ｂ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面で持ち上げられて排出口側へ移動する。
【００４０】
その後、図１９（ｃ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面上のフロック化汚泥２１は、再び入れ替わることにより上昇するＡプレート群のフィルタ面に受け渡される。
この動作が繰り返されることにより、フロック化汚泥２１は徐々に排出口側へ搬送される。
第１のプレート群２８と第２のプレート群３０は互いに上下に変位するので、フロック化汚泥２１を搬送する濾過面は偏心カム６６の１回転毎に新しい濾過面として現れることになる。
図２０に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥２１を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥２１に突き上げるようにフロック化汚泥２１を搾り込み、脱水が促される。したがって、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０のプレート上面の高低差が最も大きいときに水分が落下する量が多い。
プレート上面の高低差が最も小さくなったときは、重力濃縮部では、上記プレートの搾り込み作用による脱水は期待できず、単に重力のみによる脱水作用となる。
【００４１】
ＢプレートとＡプレートの平行運動が行われる重力濃縮部では、フロック化汚泥２１は主に重力を利用した濃縮作用で水分が除去される。換言すれば、単にザルの目から水が抜けるのと同様の脱水作用となる。
したがって、水の分離に伴う固形分の流出は極めて少ない処理水が得られる。
加圧脱水部では加圧手段１８によりフロック化汚泥２１は濾過体１４の濾過面に加圧されるため、フロックに抱き込まれた水分の流出が促される。
加圧手段１８は短い搬送距離で処理効率を上げるためには必要であるが、重力濃縮部でのプレート間のギャップがそのまま維持された場合、水分と共に多量の固形物が流出することになる。
一般に、汚水処理プラントの中では、脱水機から離脱した処理水は再び汚水処理の原水槽に戻されることが多いために、処理水に固形物が多く含まれることは汚水処理装置に余計な負担を与えることにつながり、好ましくない。
したがって、従来においては、固形分の流出が極めて少ない重力濃縮部と、強制加圧により固形分の流出が多い加圧脱水部での処理水は分けて回収した方が望ましく、加圧脱水部での処理水をそのまま汚水処理系（浄化槽）に排出することは困難となっていた。
【００４２】
本実施形態に係る脱水装置２では、上述のように、加圧脱水部でのプレート間ギャップｇ２は０．２５ｍｍで、重力濃縮部のプレート間ギャップｇ１（０．５ｍｍ）の半分となっているため、加圧されても固形分の流出が抑制される。
加圧脱水部ではフロック化汚泥２１の容積が次第に小さくなることと、フィルタ面のギャップ（プレート間ギャップ）の目幅が小さくなることで、重力濃縮部と同様のギャップを有している場合に比べて圧力が高まり、良好に脱水される。
圧力が高まるに伴い、僅かなギャップ（ｇ２）から水分が除去され、脱水された固形物はシュータ２０より落下する。
従来の平行プレート搬送方式では、搬送方向全体に亘ってプレート間ギャップ幅が同じであるため、脱水ケーキの含水率を低下させようとして加圧脱水部における加圧力を高めても、ギャップから漏れ出る固形物の量が増えるだけであった。
これに対し、本実施形態に係る脱水装置２では固形物の流出を抑制しながら脱水ケーキの含水率を良好に低下させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、図１６に示すように、重力濃縮部と加圧脱水部との境界に仕切り板５２を設けて処理水を分けて回収するようにしているが、加圧脱水部での処理水も重力濃縮部での処理水と同様に直接浄化槽に回すことが可能となる。
フロック化汚泥２１の種類、ギャップｇ２の大きさによっては、重力濃縮部と加圧脱水部での処理水を分けて回収する構成は不要である。
【００４４】
加圧脱水部でのプレート間ギャップを重力濃縮部に比べて狭くする方法としては他に、投入口側から排出口側全体に亘る長さを有する一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法、Ｃプレートを、図１５の１つのＣプレートに二点鎖線で例示するように、薄肉プレートＣｔを厚み方向に複数枚重ねて厚みを大きくする方法等を採用することができる。
本実施形態のように、大きな厚みを有する単板のＣプレートをスペーサを介して厚み方向に積層する方式では、製造及び組み立てが容易で、上記他の方法に比べてコスト的に有利である。特に、一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法との比較において、同じ材質の場合（例えばステンレス）、加工費用の観点から圧倒的に有利である。
一体物方式では例えば強化プラスチックによる樹脂成形方法により低コスト化を図ることもできる。
【００４５】
厚みの異なるＣプレート（単板）を複数種類用意し、処理対象物の種類（性状）に応じて組み替えてギャップｇ２を調整してもよい。このようにすれば、同じ装置で種々の処理対象物に対応できる。
この場合、薄肉プレートＣｔの枚数を調整する方法も有効である。
【００４６】
上述のように、浮上分離装置１０４で分離したスカムを脱水装置２により脱水することで、従来の浮上分離方式のシステムに比べ脱水効率を大幅に向上させることができる。また、浮上分離装置１０４で分離したスカムを直接的に脱水装置２で脱水する構成としたので、システム構成の簡易化、コンパクト化を実現できる。この場合、浮上分離装置１０４はスカム排出手段として上記した平行運動方式に限定されず、従来のチェーン駆動方式を用いてもよい。
上記実施形態では、浮上分離装置１０４の前段に凝集反応部１０２を設ける構成としたが、これに代えて浮上分離装置１０４に気泡発生手段を設け、気泡の浮力のみで分離する構成としてもよい。
また、浮上分離装置１０４と脱水装置２との間に第２の凝集反応部１０６を設ける構成としたが、これを省いて浮上分離装置１０４で回収されたスカムを直接脱水装置２に投入する構成としてもよい。
【００４７】
浮上分離装置１０４により回収されたスカムは、言い換えるとフロック集合体とも言える。汚水の性状にもよるが、スカムの状態によってはそのまま脱水工程まで耐えうる場合もあるからである。特に塗装などの汚水は離水性が高いためにこのような場合が多い。
但し、より低い含水率を期待する場合には、より強固なフロックを必要とする。その場合には上記実施形態のように、第２の凝集反応部１０６で反応させて脱水するのが望ましい。含水率が低いほど産業廃棄物の処分コストに反映されるからである。
【００４８】
また、上記各システム構成において、浮上分離装置として平行運動をするスカム排出手段１２６を有するものを示したが、従来のチェーン駆動方式のものであっても、回収されたスカムを脱水装置へ直接に、あるいは凝集反応部を介して送り込むことにより、脱水効率を高めることができるとともに、システム構成の大幅なコンパクト化、省スペース化、低コスト化を実現できる。
【００４９】
図２１及び図２２に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略する。
上記実施形態では、脱水処理までを含めた固液分離システムについて説明したが、例えば塗装ブースの循環水槽容量が１０００リットル〜５０００リットル程度の小規模のブースの場合には、システム価格が低価格でより簡易的な処理（脱水処理まで行わない）を望む声が多く、設置スペースについても省スペース化の要望が強い。
本実施形態ではこのような要望に応えるべく、塗装ブースシステム（固液分離システム）の小型化、簡易処理化を目的としている。
【００５０】
図２１に示すように、本実施形態に係る固液分離システムとしての塗装ブースシステム３００は、塗装ブース３０１と、この塗装ブース３０１の下方に配置された循環水槽３０２と、小型の浮上分離装置１０４とから構成されている。循環水槽３０２は塗装ブース３０１の底面積よりも広い面積を有しており、浮上分離装置１０４は循環水槽３０２の上面の空いたスペースを利用して設置されている。
一般に、塗装ブースの循環水槽は点検口を設けるために塗装ブースの底面積よりも広い面積を有しており、本実施形態ではこの点検口スペースを浮上分離装置１０４の設置スペースとして利用したものである。これにより、浮上分離装置１０４を設置するためのスペースを確保する必要がなく、省スペース化を図ることができる。
換言すれば、循環水槽３０２の空きスペースに合わせて浮上分離装置１０４の設計寸法を決定し、システムの小型化を図っている。
【００５１】
上述のように、塗装ブース３０１内にはブース内で浮遊する固形物としての塗料ミストを捕獲するための水流カーテンが流れており、塗料ミストが混入した水は循環水槽３０２内を循環する。図２１において、符号ＷＬは、循環水槽３０２内の循環水の液面を示している。
図２２に示すように、循環水槽３０２内の混入水は、揚水手段としてのエアーリフトポンプ３０５によって汲み上げられ、浮上分離槽１０４ａに投入される。
浮上分離装置１０４を循環水槽３０２上の空きスペースに設置しているため、浮上分離装置１０４と循環水槽３０２との距離が非常に近く、この近接配置がエアーリフトポンプの使用を可能としている。
エアーリフトポンプ３０５は、上下方向に延び、下端が循環水槽３０２の水面下に位置する揚水管３０６と、揚水管３０６の下方に連通する送気管３０７と、送気管３０７の上端側（他端側）に接続されたエアー源３０８と、送気管３０７の途中に設けられたエアー開閉バルブ３０９等を有している。
揚水管３０６の上端近傍には略水平に延びる排出管３１０が設けられており、汲み上げられた混入水は排出管３１０を介して浮上分離槽１０４ａに投入される。
【００５２】
浮上分離槽１０４ａ内に投入された混入水は浮上分離槽１０４ａで固形分（スカム；塗料固形物）を分離され、水面上に浮上したスカムは上記実施形態で説明したのと同様に、スクレーパ方式のスカム排出手段１２６により一方側へ寄せられて排出される。
浮上分離槽１０４ａの一方側には排出シュート３１１が設けられており、寄せられたスカムはこの排出シュート３１１を介して排出され、排出シュート３１１の下方に置かれたスカム回収容器としての一斗缶３１２に収容される。
スカムを分離された処理水は、処理水槽１６４から循環水槽３０２内へ戻される。
図２２において、符号３１３は塗装ブース３０１の排気ダクト（図２１では省略）を示している。また、符号３１４は、塗装ブース３０１の外側面に設置された浮上分離槽１０４ａを制御するための制御盤を示している。
【００５３】
周知のように、エアーリフトポンプは通常の水車型の陸上ポンプに比べて構成が簡単でトラブルの発生が極めて少なく、消耗品もなく、動力を必要としないため、システムの小型化に加えてランニングコストの低減にも寄与する。
【符号の説明】
【００５４】
２  固液分離装置
１０２  凝集反応部
１０４  浮上分離装置
１０６  第２の凝集反応部
１２６  排出手段としてのスカム排出手段
１３４、１３６  軸
１３７  カム受け部材
１３８  カム受け本体
１４０  ブラケット
１４２  スクレーパ
１４８  駆動源としてのモータ
１５０  偏心カム
３０１  塗装ブース
３０２  循環水槽
３０５  エアーリフトポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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